商南縣滔河趙川鎮堤防建設方案

趙瑞明，童 斐

(1.商南縣縣河水庫管理處，陜西 商洛 726300；2.商南縣防汛辦，陜西 商洛 726300)

1 基本概況

趙川鎮地處商南縣南部邊陲，距縣城88 km，面積170.71 km2，轄9個行政村1.17萬人。滔河發源于陜西商南縣孤嶺山大竹園黑龍溝，由西北流向東南，從趙川進入湖北鄖縣，于河南淅川縣滔河鎮注入丹江，全長129.8 km，流域總面積1130 km2。

滔河趙川鎮段防洪工程位于趙川鎮中心橋處，出口段控制流域面積243 km2。由于缺乏統一的防洪規劃，現狀河道設防標準偏低。河漫灘主要為農業用地，使得沿岸居民及耕地長期處于滔河洪水的威脅之中，每年都會遭受洪水災害，嚴重阻礙當地的社會經濟發展步伐。為了減少滔河流域洪水災害，改善沿河兩岸鄉鎮的防洪基礎設施條件，促進城鄉發展建設，2010年國家將商南縣滔河趙川鎮段防洪治理列入了《陜西省中小河流近期治理建設規劃》進行規劃建設。

2 水文地質分析

2.1 水文氣象條件

滔河干流陜西省境內長54 km，占總長的41.6%，流域面積358 km2，占流域總面積的31.7%，境內左右岸共有七條支流。滔河流域屬于亞熱帶邊緣濕潤季風氣候區，雨量較多，多年平均降水量850.4 mm。商南縣滔河流域地處高山地區，當地山高險峻，河谷深切，兩岸陡立，水流湍急，基巖裸露，河床比降為7.5‰。

工程區所在的滔河流域上有三個雨量站，臨近流域武關河上有武關水文站和三個雨量站。由于滔河與武關河同位于丹江下游，且暴雨成因和下墊面極為相似。因此，利用同流域上武關水文站的實測洪峰流量資料來推求工程區設計洪水最為合適。經調查在滔河趙川鎮前川村1975年8月8日曾發生歷史特大洪水1420 m3/s，控制流域面積為214 km2。利用水文比擬法計算趙川鎮工程斷面100 a一遇洪水流量為1658 m3/s，斷面控制流域面積為243 km2，與歷史調查洪水接近。因此，參考綜合參數法、推理公式法計算結果，本次采用水文比擬法計算修正后工程區20 a一遇洪峰流量成果，計算結果見表1。工程區20 a一遇洪水相應的洪峰流量為875 m3/s，10 a一遇洪水相應的洪峰流量為572 m3/s。

表1 水文比擬法計算修正后設計洪峰流量成果表 m3·s-1

2.2 工程地質條件

工程區位于秦嶺南部中低山區，地勢西北高東南低，海拔470～1000 m，相對高差200～500 m。滔河屬丹江右岸一級支流，河谷深切，呈“V”形發育，地面相對高差10～50 m，河流兩岸有斷斷續續呈條帶分布的河流一級階地發育，階地二元結構清晰，上部砂壤土、粉質壤土，下部砂礫石。

工程區地層出露主要以上元古界、古生界及新生界地層為主。巖性主要為片巖、碎屑巖、碳酸鹽、混合巖及第四系堆積物，主要分布于滔河兩岸，以沖積為主。其地震動反應譜特征周期T=0.35 s，相應的地震基本烈度為Ⅵ度。地下水按含水層巖性可分為第四系松散堆積孔隙水和基巖裂隙水。地下水主要補給源是大氣降水，變幅1.0～2.0 m。

3 堤防建設方案

3.1 工程洪水標準和建筑物級別

滔河趙川鎮堤防建設涉及趙川鎮的前川段和后川段兩段，前川段位于鄉鎮中心區趙川鎮中心橋上下游，后川段位于前川段上游后川村農防。根據《水利水電工程等級劃分及洪水標準》(SL 252—2000)[1]及《防洪標準》(GB 50201—2014)[2]，后川段防洪標準為滔河10 a一遇洪水，前川段防洪標準為滔河20 a一遇洪水。治理河段20 a一遇洪峰流量為875 m3/s，10 a一遇洪峰流量為572 m3/s。前川段堤防工程級別為4級；后川段堤防工程級別5級。

3.2 堤防工程布置

商南縣滔河趙川鎮段防洪工程綜合治理長度5.4 km，本次建設防洪工程總長2492 m，堤防分段布設情況見表2。工程修建后將使滔河治理段范圍趙川鎮段河道形成一個較為完整的防洪體系，從而確保沿岸各鄉鎮防洪安全。其中，前川段治理范圍：后川村右岸高坎至趙川供電所下游轉彎段，治理河段長1712 m。該段保護范圍內耕地淹沒面積25.6 hm2，涉及人口1511人。趙川鎮政府、趙川汽車站、中小學校、加油站等基礎設施均位于該段，防洪標準取20 a一遇。

后川段治理范圍：上游后川臺子電站交通橋至后川村右岸高坎，治理河段長745.0 m。后川段保護范圍內僅涉及部分耕地淹沒，故該段依據中小河流治理項目保護對象的性質及重要性劃分，該段為農防段，防洪標準取10 a一遇。

表2 堤防分段布設表

滔河趙川段河道基本順暢，河勢平直，主流平面擺幅不大。結合河道實際情況，本次設計充分利用現有岸、坎及建筑物節點等，在確保河道泄洪能力的條件下，盡量少占兩岸可耕地面積，堤距55 m，上下游堤線銜接平順、自然。

3.3 堤防設計

3.3.1 堤頂高程

根據《堤防工程設計規范》，堤頂高程按設計洪水位加堤頂超高確定[3]。本次計算堤防工程城防段超高取整為1.2 m，農防段超高取1.0 m。

3.3.2 基礎底高程

根據設計洪水標準計算的沖刷結果，洪水流速2.8～4.6 m/s時，平順沖刷深度0.75～1.20 m，而在彎道段，斜沖沖刷深度1.40～1.52 m。地勘現場調查，平均沖深為0.5～1.0 m，最大沖深為1.5 m。結合工程區抗沖刷及抗凍、地基情況要求及河道河勢變遷情況，考慮該河段無明顯灘槽、河道渠槽化、主河槽擺動明顯等特征，調查和了解的工程所在處河道沖刷深度。經綜合考慮，確定本次初步設計平順段沖刷深度采用1.0 m，在彎道段和靠近主流段沖刷深度取大值1.5 m(農防段沖刷深度取小值0.8 m)。其左堤典型設計圖見圖1。

圖1 左堤典型設計圖(單位：mm)

3.3.3 堤防工程

(1)護坡型式設計。根據堤防工程布置，結合工程區地質條件及堤防填筑料情況，經過邊坡穩定分析計算，確定護坡臨水坡坡比為1∶2.0。臨水側邊坡采用M7.5漿砌塊石護坡，護坡厚為50 cm。沿堤縱向每隔10 m設伸縮縫一條，縫寬3 cm，伸縮縫內用泡沫板填塞。護坡基礎采用漿砌石深基礎，基礎深1.5 m，寬1.0 m。具體型式詳見圖2。

(2)擋土墻型式設計。結合該堤段地形，對于陡岸及河灘高程較低段采用漿砌石擋墻。擋土墻段堤防位于趙川鎮，其斷面型式在滿足自身穩定及強度的情況下，結合縣城的人文景觀、城市建筑物布局進行選取。在進行堤防斷面型式比較時，考慮了在滿足墻身強度、整體穩定的情況下，盡量減小設計斷面，采用廉價材料，本著安全、經濟、合理的原則確定擋土墻的斷面型式。結合工程實際，治理河段堤防高度大多數為8 m左右，采用衡重式漿砌石擋墻。

漿砌石擋墻斷面尺寸為：頂寬0.5 m，面坡坡度為1∶0.20。上墻背坡坡度為1∶0.25，臺寬為0.7 m，下墻背坡坡度為1∶0.20。擋墻面坡設置墻趾，墻趾尺寸為0.5 m×0.5 m。擋墻底部鋪10 cm厚C15混凝土墊層。擋墻高度視各斷面而定。具體尺寸詳見設計圖3。

3.4 附屬工程

3.4.1 堤頂道路

考慮到防汛搶險、巡堤交通及管理養護要求，結合城市規劃，沿堤防在堤頂上布置堤頂道路，路面寬4.0 m，表層為15 cm泥結石硬化面層，路基為15 cm砂土墊層。縱向坡度不大于6%。路面排水形式為散排，行車道路路面橫向拱度為2%，排向河道。

圖2 護坡典型設計圖(單位：mm)

圖3 擋土墻典型設計(單位：mm)

3.4.2 下河踏步

滔河趙川段堤防共設計下河踏步5處，農防段1處，位于樁號TNR0+545處。城防段4處，分別位于左右岸堤防TL0+516、TL1+022、TR0+730、TR1+320處。踏步采用M7.5漿砌石砌筑，M10水泥砂漿抹面。

3.4.3 排水涵管

根據本次設計現場查勘共有穿堤涵管15處(其中左岸5處，右岸10處)。對污水涵管，應符合水污染防治法有關規定，達標后排放。本次設計對15處涵管進行延長。回填土料可利用開挖土料填筑，基礎底面原狀土壓實，壓實度不小于0.90。回填土料表面基本平整，與周圍灘面齊平。涵管采用預制混凝土管，直徑為50 cm，基礎鋪5 cm厚C15混凝土墊層，涵管分縫處設橡膠止水帶。

3.4.4 排洪箱涵

滔河右岸樁號1+030處新修排洪箱涵，防洪標準為10 a一遇，流量為34 m3/s。箱涵采用兩孔，單孔凈尺寸為2.5 m×2.5 m。結構型式采用C25鋼筋混凝土箱涵，箱涵長度20.0 m，下鋪10 cm厚C15混凝土基礎，基礎下墊20 cm厚砂礫石。箱涵每10 m分縫，分縫處設橡膠止水帶。出口伸出堤防，留有預留口，以便與后期涵洞相銜接。

4 結 論

滔河趙川鎮段堤防工程主要作用為保障商南縣趙川鎮防洪安全。本工程位于商南縣趙川鎮城區中心橋附近，建設防洪工程總長2492 m。通過分析河流特性，提出堤防、護坡、擋土墻等工程建設情況。工程實施后，通過2013年汛期的運行效果看，使治理前經常遭受洪水威脅的各河段得到了有效保護，提高保護區的防洪能力，改善了河道生態環境確保了防洪安全。

[1] 中華人民共和國水利部.水利水電工程等級劃分及洪水標準：SL 252—2000[S].北京：中國水利水電出版社，2000．

[2] 中華人民共和國住房和城鄉建設部．防洪標準：GB 50201—2014[S]．北京：中國標準出版社,2014．

[3] 中華人民共和國住房和城鄉建設部．堤防工程設計規范：GB 50286—2013[S]．北京：中國計劃出版社，2013．